Veel delen vande nieuwe energiereductietandwielenEnauto-versnellingenproject vereisen kogelstralen na het slijpen van de tandwielen, wat de kwaliteit van het tandoppervlak zal verslechteren en zelfs de NVH-prestaties van het systeem zal beïnvloeden. Dit artikel bestudeert de tandoppervlakruwheid van verschillende procesomstandigheden bij het kogelharden en verschillende onderdelen vóór en na het kogelharden. De resultaten laten zien dat shotpeening de ruwheid van het tandoppervlak zal vergroten, wat wordt beïnvloed door de kenmerken van de onderdelen, procesparameters van shotpeen en andere factoren; Onder de bestaande omstandigheden van het batchproductieproces is de maximale ruwheid van het tandoppervlak na het kogelharden 3,1 keer zo groot als vóór het kogelharden. De invloed van de ruwheid van het tandoppervlak op de NVH-prestaties wordt besproken, en de maatregelen om de ruwheid na het kogelstralen te verbeteren worden voorgesteld.

Tegen de bovenstaande achtergrond bespreekt dit artikel de volgende drie aspecten:

Invloed van procesparameters van het kogelharden op de ruwheid van het tandoppervlak;

De versterkingsgraad van het kogelstralen op de ruwheid van het tandoppervlak onder de bestaande batchproductieprocesomstandigheden;

Impact van verhoogde tandoppervlakruwheid op NVH-prestaties en maatregelen om de ruwheid na kogelstralen te verbeteren.

Shotpeening verwijst naar het proces waarbij talloze kleine projectielen met een hoge hardheid en snelle beweging het oppervlak van onderdelen raken. Onder de snelle impact van het projectiel zal het oppervlak van het onderdeel putjes produceren en zal plastische vervorming optreden. De organisaties rond de putten zullen deze vervorming weerstaan ​​en resterende drukspanning genereren. De overlapping van talrijke putten zal een uniforme restdrukspanningslaag op het oppervlak van het onderdeel vormen, waardoor de vermoeiingssterkte van het onderdeel wordt verbeterd. Afhankelijk van de manier om hoge snelheid te verkrijgen door middel van kogelstralen, wordt kogelharden over het algemeen verdeeld in kogelstralen met perslucht en centrifugaal kogelstralen, zoals weergegeven in figuur 1.

Bij persluchtstralen is perslucht nodig als kracht om het schot uit het pistool te spuiten; Centrifugaal kogelstralen maakt gebruik van een motor die de rotor aandrijft om met hoge snelheid te roteren om het schot te werpen. De belangrijkste procesparameters van het kogelharden zijn onder meer de verzadigingssterkte, de dekking en de eigenschappen van het kogelstraalmedium (materiaal, grootte, vorm, hardheid). Verzadigingssterkte is een parameter om de sterkte van het kogelharden te karakteriseren, die wordt uitgedrukt door de booghoogte (dwz de mate van buiging van het Almen-proefstuk na het kogelharden); Het dekkingspercentage heeft betrekking op de verhouding tussen het oppervlak dat door de put wordt bedekt na het kogelstralen en de totale oppervlakte van het kogelgestraalde gebied; Veelgebruikte kogelhardende media zijn onder meer staaldraadsnijkogel, gegoten stalen kogel, keramische kogel, glaskogel, enz. De grootte, vorm en hardheid van kogelhardende media zijn van verschillende kwaliteiten. De algemene procesvereisten voor onderdelen van de transmissietandwielas worden weergegeven in Tabel 1.

Het testonderdeel is het tussenastandwiel 1/6 van een hybride project. De tandwielstructuur wordt weergegeven in figuur 2. Na het slijpen is de microstructuur van het tandoppervlak klasse 2, de oppervlaktehardheid is 710HV30 en de effectieve diepte van de verhardingslaag is 0,65 mm, alles binnen de technische vereisten. De tandoppervlakruwheid vóór het kogelharden wordt weergegeven in Tabel 3, en de nauwkeurigheid van het tandprofiel wordt weergegeven in Tabel 4. Het is duidelijk dat de tandoppervlakruwheid vóór het kogelharden goed is en dat de tandprofielcurve vloeiend is.

Testplan en testparameters

Bij de test wordt gebruik gemaakt van een persluchtstraalmachine. Vanwege de testomstandigheden is het onmogelijk om de impact van de eigenschappen van het kogelstraalmedium (materiaal, grootte, hardheid) te verifiëren. Daarom zijn de eigenschappen van het kogelstraalmedium tijdens de test constant. Alleen de impact van de verzadigingssterkte en dekking op de ruwheid van het tandoppervlak na het kogelstralen wordt geverifieerd. Zie Tabel 2 voor het testschema. Het specifieke bepalingsproces van testparameters is als volgt: teken de verzadigingscurve (Figuur 3) via de Almen-coupontest om het verzadigingspunt te bepalen, om de persluchtdruk, de staalstroom, de bewegingssnelheid van het mondstuk en de afstand van het mondstuk tot de onderdelen te vergrendelen en andere apparatuurparameters.

testresultaat

De gegevens over de ruwheid van het tandoppervlak na het kogelharden worden weergegeven in Tabel 3, en de nauwkeurigheid van het tandprofiel wordt weergegeven in Tabel 4. Het is te zien dat onder de vier omstandigheden van het kogelharden de ruwheid van het tandoppervlak toeneemt en de tandprofielcurve concaaf en hol wordt. convex na shotpeening. De verhouding tussen de ruwheid na het spuiten en de ruwheid vóór het spuiten wordt gebruikt om de ruwheidsvergroting te karakteriseren (Tabel 3). Het blijkt dat de ruwheidsvergroting verschillend is onder de vier procesomstandigheden.

Batchregistratie van de vergroting van de ruwheid van het tandoppervlak door middel van shotpeening

De testresultaten in hoofdstuk 3 laten zien dat de ruwheid van het tandoppervlak in verschillende mate toeneemt na het kogelstralen met verschillende processen. Om de versterking van het kogelharden op de ruwheid van het tandoppervlak volledig te begrijpen en het aantal monsters te vergroten, werden in totaal 5 items, 5 typen en 44 onderdelen geselecteerd om de ruwheid voor en na het kogelharden te volgen onder de omstandigheden van batchproductie. peen proces. Zie Tabel 5 voor de fysische en chemische informatie en informatie over het kogelstraalproces van gevolgde onderdelen na het slijpen van tandwielen. Ruwheids- en vergrotingsgegevens van de voorste en achterste tandoppervlakken vóór het kogelharden worden weergegeven in figuur 4. Figuur 4 laat zien dat het bereik van de tandoppervlakruwheid vóór het kogelharden Rz1,6 μm-Rz4,3 μm bedraagt; na het kogelharden is de ruwheid neemt toe en het distributiebereik is Rz2,3 μm-Rz6,7 μm; De maximale ruwheid kan tot 3,1 keer worden versterkt vóór het kogelstralen.

Beïnvloedende factoren van de ruwheid van het tandoppervlak na het kogelstralen

Uit het principe van kogelstralen blijkt dat de hoge hardheid en het snel bewegende schot ontelbare putjes achterlaten op het oppervlak van het onderdeel, wat de bron is van resterende drukspanning. Tegelijkertijd zullen deze putten de oppervlakteruwheid vergroten. De kenmerken van de onderdelen vóór het kogelharden en de procesparameters van het kogelharden zullen van invloed zijn op de ruwheid na het kogelharden, zoals vermeld in Tabel 6. In hoofdstuk 3 van dit artikel neemt onder de vier procesomstandigheden de ruwheid van het tandoppervlak na het kogelharden toe tot verschillende graden. In deze test zijn er twee variabelen, namelijk de ruwheid vóór het stralen en procesparameters (verzadigingssterkte of dekking), die de relatie tussen de ruwheid na het stralen en elke afzonderlijke beïnvloedende factor niet nauwkeurig kunnen bepalen. Momenteel hebben veel wetenschappers hier onderzoek naar gedaan en een theoretisch voorspellingsmodel van de oppervlakteruwheid na het kogelharden naar voren gebracht, gebaseerd op eindige-elementensimulatie, dat wordt gebruikt om de overeenkomstige ruwheidswaarden van verschillende kogelstraalprocessen te voorspellen.

Gebaseerd op de feitelijke ervaring en het onderzoek van andere wetenschappers, kunnen de invloedsmodi van verschillende factoren worden gespeculeerd, zoals weergegeven in Tabel 6. Het is duidelijk dat de ruwheid na het kogelstralen volledig wordt beïnvloed door vele factoren, die ook de sleutelfactoren zijn. invloed hebben op de resterende drukspanning. Om de ruwheid na het kogelharden te verminderen met als uitgangspunt het garanderen van de resterende drukspanning, is een groot aantal procestests nodig om de parametercombinatie continu te optimaliseren.

Invloed van de ruwheid van het tandoppervlak op de NVH-prestaties van het systeem

Tandwielonderdelen bevinden zich in het dynamische transmissiesysteem en de ruwheid van het tandoppervlak heeft invloed op hun NVH-prestaties. De experimentele resultaten laten zien dat bij dezelfde belasting en snelheid, hoe groter de oppervlakteruwheid, hoe groter de trillingen en het geluid van het systeem; Wanneer de belasting en de snelheid toenemen, nemen de trillingen en het geluid duidelijker toe.

De afgelopen jaren zijn de projecten van nieuwe energiereductoren snel toegenomen en tonen ze de ontwikkelingstrend van hoge snelheid en groot koppel. Momenteel bedraagt ​​het maximale koppel van onze nieuwe energiereductiemotor 354 N · m, en de maximale snelheid bedraagt ​​16.000 tpm, wat in de toekomst zal worden verhoogd tot meer dan 20.000 tpm. Onder dergelijke werkomstandigheden moet rekening worden gehouden met de invloed van de toename van de ruwheid van het tandoppervlak op de NVH-prestaties van het systeem.

Verbetermaatregelen voor de ruwheid van het tandoppervlak na het kogelstralen

Het kogelstraalproces na het slijpen van tandwielen kan de contactvermoeidheidssterkte van het tandwieltandoppervlak en de buigvermoeidheidssterkte van de tandwortel verbeteren. Als dit proces vanwege sterkteredenen in het tandwielontwerpproces moet worden gebruikt, om rekening te houden met de NVH-prestaties van het systeem, kan de ruwheid van het tandwieltandoppervlak na het kogelstralen worden verbeterd op basis van de volgende aspecten:

A. Optimaliseer de procesparameters van het kogelharden en controleer de versterking van de ruwheid van het tandoppervlak na het kogelharden, met als uitgangspunt het waarborgen van de resterende drukspanning. Dit vereist veel procestests en de procesveelzijdigheid is niet sterk.

B. Er wordt gebruik gemaakt van het composiet kogelhardenproces, dat wil zeggen dat nadat het kogelharden met normale sterkte is voltooid, nog een kogelharden wordt toegevoegd. De verhoogde processterkte van het kogelharden is meestal klein. Het type en de grootte van de shotmaterialen kunnen worden aangepast, zoals keramische shot, glasshot of staaldraad gesneden shot met kleiner formaat.

C. Na het kogelharden worden processen zoals polijsten van het tandoppervlak en vrij honen toegevoegd.

In dit artikel wordt de ruwheid van het tandoppervlak van verschillende procesomstandigheden en verschillende onderdelen voor en na het kogelharden bestudeerd, en op basis van de literatuur worden de volgende conclusies getrokken:

◆ Shotpeening zal de ruwheid van het tandoppervlak vergroten, die wordt beïnvloed door de kenmerken van de onderdelen vóór het shotpeen, procesparameters voor shotpeening en andere factoren, en deze factoren zijn ook de belangrijkste factoren die de resterende drukspanning beïnvloeden;

◆ Onder de bestaande omstandigheden van het batchproductieproces is de maximale ruwheid van het tandoppervlak na het kogelharden 3,1 keer zo groot als vóór het kogelharden;

◆ De toename van de ruwheid van het tandoppervlak zal de trillingen en het geluid van het systeem vergroten. Hoe groter het koppel en de snelheid, hoe duidelijker de toename van trillingen en geluid;

◆ De ruwheid van het tandoppervlak na het kogelharden kan worden verbeterd door het optimaliseren van de procesparameters van het kogelharden, composiet kogelstralen, het toevoegen van polijsten of vrij honen na het kogelharden, enz. Verwacht wordt dat de optimalisatie van de procesparameters bij het kogelharden de versterking van de ruwheid zal controleren ongeveer 1,5 keer.